对单片机的控制,其实就是对I/O口的控制,无论单片机对外界进行何种控制,或接受外部的何种控制,都是通过I/O口进行的。51单片机总共有P0、P1、P2、P3四个8位双向输入输出端口,每个端口都有锁存器、输出驱动器和输入缓冲器。4个I/O端口都能作输入输出口用,其中P0和P2通常用于对外部存储器的访问。
51系列单片机有4个I/O端口,每个端口都是8位准双向口,共占32根引脚。每个端口都包括一个锁存器(即专用寄存器P0~P3)、一个输出驱动器和输入缓冲器。通常把4个端口笼统地表示为P0~P3。
在无片外扩展存储器的系统中,这4个端口的每一位都可以作为准双向通用I/O端口使用。在具有片外扩展存储器的系统中,P2口作为高8位地址线,P0口分时作为低8位地址线和双向数据总线。
51单片机4个I/O端口线路设计的非常巧妙,学习I/O端口逻辑电路,不但有利于正确合理地使用端口,而且会给设计单片机外围逻辑电路有所启发。
下面简单介绍一下输入/输出端口结构。
1.P0口和P2的结构
1.1 P0口的结构:下图为P0口的某位P0.n(n=0~7)结构图,它由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动电路及控制电路组成。从图中可以看出,P0口既可以作为I/O用,也可以作为地址/数据线用。
.2 P0口作为普通I/O口:
①输出时,CPU发出控制电平“0”封锁“与”门,将输出上拉场效应管T1截止,同时使多路开关MUX把锁存器与输出驱动场效应管T2栅极接通。故内部总线与P0口同相。由于输出驱动级是漏极开路电路,若驱动NMOS或其它拉流负载时,需要外接上拉电阻。P0的输出级可驱动8个LSTTL负载。
② 输入时----分读引脚或读锁存器
读引脚:由传送指令(MOV)实现;
下面一个缓冲器用于读端口引脚数据,当执行一条由端口输入的指令时,读脉冲把该三态缓冲器打开,这样端口引脚上的数据经过缓冲器读入到内部总线。
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